Способ определения силы ударного импульса электродинамической ударной машины

Способ определения силы ударного импульса электродинамической ударной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л. 124693

Класс 42k, 7в-.

21dI, 23

СССР

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

P. С. Медведев

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ УДАРНОГО ИМПУЛЬСА

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ УДАРНОЙ МАШИНЫ

Заявлено 27 декабря 1958 г. за Хе 615267/25 в Комитет по делам изобретений и открытий прп Совете Мпш!строп СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» Хо 23 за 1959 г.

Основное авт св. М 113193 от 29 января 1957 г. на пмя того гке липа

В основном авт. св. описан спо:.об создания ускорений, 13 котором используются электродинамические силы, возникающие в элсктродинамической ударной машине между магнитным полем и IITy!I!Hoil, механически связаннОй с Об ьектОм и: IlbITBHH3I и Оотекаемоll током.

Настоящее изобретение относится и способу опредезения силы ударно!о импульса подобного рода машины.

Отличительная особенность этого способа заключается в том, чго производят относительное измерение величины импульса количества движения, приобретаемого подвижной системой машины за время воздействия силы. Затем определяют масштаб этого измерения сравнением с аб îлютнь!м значением электродинамнческой силы, развиваемой машг!нс1 при пропускании пОстОяннОГО тока через кат1 !пав сс под13ижно11

CHCTCМЫ.

На чертеже изображен график зав!3симости скорости (э. д. с.) От измене!:1!й! амп;п1тулы тока, подаваемого в катушку машины.

Измерение o .3!ïëèò äb! ударных (T. с. 132cbMB кратковременных) импульсоь: илы, применяемых при испытаниях устойчивости различных приборов против воздействия механических ударов, обычно осуществляется путем применения емкостных, пьезоэлектрических илн других датчиков, вырабатывающих импульсы электрического напряжения, находящиеся в определенной зависимости от амплитуды воздействующего на них ускорения (механической силы). Применяются также инерционные контактные датчики, в которых наступает разрыв электрической цепи в момент приблизительного равенства силы инерции, воздействую цей на некоторую мас у под влиянием измеряемого ускорения, и силы пру№ 124á93 жины, прижимающей эту массу к контакту цепи в направ IpIIHki обратном направлению силы инерции.

К недостаткам этих систем датчиков следует огнесги понижение точности измерения при сокрашении длительности ударных импульсов н невозможность градуировки на значительныс величины ударны., ускореkHiki, При длительности ударов значительно менее одной мггллисеку1п11 и при ускорениях свыше 1000 известные системы датчиков п1?акгически Но могут быть использованы. Кроме того, они, как правило, сложны и ненадежны в эксплуатации.

Предложенный спосоо измерения амплитуды силы (ускоре11:и., удара элсктродинамической ударной машины позволяет создать несложные н надежные датчики для непосредственного измерения практически сколь угодно больших у."корений (вплоть до 20000 -25000 g) во всем диапазоне необходимых длительностей удара, Этот способ основан на принципе строгой пропорциона II,kio ти имIl j. 1;ñ tI ко, 1И 1 еств а движениЯ, T. е. скорости, пр и об 1? ета ем о и м а с ой i10. ( воздействием импульса силы, амплитуде действующей силы при условии, если длительно"ть и форма импульса постояпны и EIc зависят от устанавливаемых произвольно значении амплитуды силы. Такое условие имеет место в электродинамичсской ударной машине, поскольку форма и длительность импульса силы однозначно определяются формой и длительностью импульса тока, протекающего по ее катушке.

Математиче"кое выражение этого принципа таково: если F =Fm.f(t), где F мгновенное значение силы, FÄ, — — амплитуда силы, а г(/) — закон изменения силы во времени, то согласно второму закону Ньютона гг 71

F- ггга == m-dt

dv йг где иг — масса; — — — а — ускорение и У === m — ==-F f(t).

dt dt

Интегрируя последнее выражение для полной длительности импульса, получают, что

mv==-F I f(t) dt. (7

Так как по условию закон изменения силы (форма и длительность импульса) неизменен, то интеграл равен постоянной

1 f(f) dt =- с.

Отсюда:

С

v=::7 ггг или а =- а с.

Последние два выражения устанавливают прямую пропорциональность скоро"ти г1, приобретаемой в конце импульса массой т, испытывающей воздействие ударного импульса силы, амплитуде силы F, или ускорения а,„.

По этому способу можно заменять измерение аплитуды силы или ускорения измерением скороати, так как скорость гораздо легче поддается непосредственному измерению путем, например, определения электродвижущей силы, развиваемой катушкой при ее движении в магнит№ 12Яб93 ном псле или, Н3000рОТ, при движении магнита,в катушке (катушка или магнит прикрепляются к подвижной системе машины) .

Путем измерения скорости, точнее э. д. с. катушки, для различных значений амплитуды силы удара получают график зависимости скорости (э. д. с.) от изменений амплитуды тока, подаваемого в катушку электродинамической ударной машины. При этом масштаб оси ординат (скорости) устанавливается произвольно из соображений получения графика, удобного для последующего пользования. Участок графика от нуля до точки Р, отвечающий относительно меньшим значениям амплитуды тока

I, г.редставляет собой прямую, так как амплитуда силы (по доказанному — скорости) линейно зази,"ит от амплитуды тока (закон Био-Сазара строго справедлив для малых токов) и устанавливает эту линейную зависимость. Это позволяет принять масштаб оси ординат непосредственно в единицах силы путем статического измерения ее на постоянном токе при значительно меньшей, чем в импульсе, силе тока. Полученный масштаб силы Р„„откладывается по оси ординат. После этого получается график градуировки ударной машины, пригодный для постоянного пользования.

Измеритель амплитуды силы ударной машины, построенный по предлагаемому способу, может быть снабжен стрелочным прибором со шкалой, градуированной непосредственно в единицах силы.

Предмет изобретения

Способ определения силы ударного импульса электродинамической ударной машины, создающей ускорение по способу, описанному в авт. св. ¹ 113193, о тли ч а ю щий с я тем, что производят относительное измерение величины импульса количества движения, приобретаемого подвижной системой машины за время воздействия силы, и определяют масштаб этого измерения сравнением с абсолютным значением электродинамической силы, развиваемой машиной при пропускании постоянного тока через катушку ее подвижной системы.